R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201919CTAP-C133214-03 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 저수지 누수 진단을 위한 IoT 기반 스마트 계측기 및 원격계측 통합관리 시스템 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2017-07-20 ~ 2019-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 임우석 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
7명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
19명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 150,000,000 원 기업 : 50,000,000 원 계 : 200,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 600,000,000 원 기업 : 201,000,000 원 계 : 801,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 주식회사 아이자랩 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
1. 저수지 제체의 누수 및 안정성을 예측 평가하기 위하여 수분포화도를 측정할 수 장치를 개발하여 노후 저수지 및 제체 구조물에 대한 저 영향의 계측장치 및 3차원 해석 알고리즘을 통한 통합모니터링시스템을 개발 2. 비전문가도 쉽게 예비 진단이 가능하며 지방자치단체의 재정 및 인력 상황을 고려할 때 저비용 설치와 원격 시스템을 갖춘 계측장비를 개발 설치하여 저수지의 노후화에 따른 붕괴사고나 이로 인한 재산, 인명피해를 미연에 방지하는 등 국민의 생명과 재산을 보호하는데 중점을 두고 있음. [최종목표] 1. 저수지 및 제체의 누수 및 안정성을 예측 평가하기 위하여 지중 내 직접 계측기능을 갖는 제체구조물에 대한 저영향의 3차원 계측 장치 및 관리 시스템을 개발하는데 목적이 있음 - 외경 5cm 이내 Rod내 연속 측정 가능한 내장형 수분포화도 센서 개발 - 수분포화도 측정값의 3차원 구현 프로그램 개발 - 원격송수신 모니터링을 포함한 통합관리 시스템 개발 - 수분포화도 계측값의 연계 해석 및 안전성 평가 기술 개발 - 저수지 안전진단 관리방안 제시 2. 장치의 기술적 목표 - 누수진단 측정 센서 : 수분포화도 - 측정 항목변경이 가능하고 조합 및 조립에 의해 전체 0.1m ~ 5m의 길이를 갖는 수직형 누수진단 계측기 개발 - 50㎃ 미만의 소모전력과 직경 300㎜ 스마트 계측기 직관 내부에 장착이 가능한 계측 임베디드 회로개발. - 수분포화도 정확도 및 정밀도 등 세부 사양은 국내 최고수준 달성. - 데이터간 상호연관성에 기반한 퍼지이론 구현 알고리즘 개발. - 계측데이터의 수집 및 원격제어, 모니터링용 IoT 기반 양방향 원격무선게이트웨이 및 원격무선 계측 제어 S/W 개발 - 관리자 관찰자료, 유지보수 정보 및 자동계측자료 등의 원격계측데이터와의 DB연동 시스템 개발. - 데이터 상호연관 통합분석 시스템 개발을 통한 제체 안전성 진단 기술 개발 [연구내용 및 범위] 1 연구내용 .외경 3.5cm 이내의 직관식 수직 깊이방향 연속측정 가능한 내장형 TDR 토양수분 센서 개발 .수분센서를 장착한 1m 직관식 조립형 계측기 및 타격장치 개발 (최고 5 m 조립) .IoT 전용 플랫폼 LoRa망을 이용한 데이터원격 전송용 원격무선게이트웨이 개발 .3차원 구현 프로그램 개발 및 원격모니터링 통합관리 시스템 개발 .계측정보를 바탕으로 한 재난 전조정보 분석 및 판단용 의사결정 알고리즘 개발 .계측 기반의 저수지 누수 및 안전성 해석, 진단 기술 개발 2 연구범위 ○ 저수지 제체의 누수 및 안정성을 예측 평가하기 위하여 지중내 직접 측정기능을 갖는 제체구조물에 대한 저영향의 3차원 계측 장치 및 관리 시스템을 개발하는데 목적이 있음 - 외경 3.5cm 이내 Rod내 연속 측정 가능한 내장형 TDR 토양 수분센서 개발 - 조립형 계측기(1m~5 m 연장) 및 현장 Rod 타격 장치 개발 - 토양수분 측정값의 3차원 구현 프로그램 개발 - 원격송수신 모니터링을 포함한 통합관리 시스템 개발 - 토양수분 계측값의 연계 해석 및 안전성 평가 기술 개발 ○ 장치의 기술적 목표 - 토양수분 측정 센서 : 수직 깊이 연속 측정형 TDR방식 수분센서 - 측정 항목변경이 가능하고 조합 및 조립에 의해 전체 1m ~ 5m의 길이를 갖는 수직형 토양수분 계측기 개발 및 이 규격에 적합한 조립형 토양수분 센서 개발 - 50㎃ 미만의 소모전력과 직경 350㎜ 스마트 계측기 직관 내부에 장착이 가능한 계측 임베디드 회로개발. - 토양수분 정확도 및 정밀도 등 세부 사양은 국내 최고수준 달성. - 데이터간 상호연관성에 기반한 퍼지이론 구현 알고리즘 개발. - 계측데이터의 수집 및 원격제어, 모니터링용 IoT 기반 양방향 원격무선게이트웨이 및 원격무선 계측 제어 S/W 개발 - 관리자 관찰자료, 유지보수 정보 및 자동계측자료 등의 원격계측데이터와의 DB연동 시스템 개발. - 데이터의 상호연관 통합분석 시스템 개발을 통한 제체 안전성 진단 기술 개발 ○ 본 연구는 기존의 저수지 누수 탐지 기술이 갖고 있는 기술적 한계(시추 필요), 고난이도 해석 기술(물리탐사 해석 기술 등) 및 고비용 등을 해소하고자 새로운 개념의 계측 장치를 개발하고 시작품을 제작하여 현장 실증을 통하여 기술적 완성도를 확보하고자 함. 또한, 설치기술, 측정장치, 원격통신 및 관리, 통합 시스템 등 본 기술에 최적화된 요소별 기술을 개발, 통합하여 실제 현장 적용을 통하여 제품화에 다가가고자 함. 향후 개발된 기술은 지방자치단체, 한국수자원공사, 농어촌공사 등이 보유한 사력댐 및 저수지에 적극 활용 추진하고자 함. |
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| 색인어 | 한글 | 토양수분 | 3차원 분석 | 저수지 누수 | TDR 방식 수분센서 | 로라 망 |
| 영문 | Soil moisture | 3D Analysis | Reservoir leakage | TDR Type sensor | LoRa Network | |
| 최종보고서 | 주관연구기관 자체평가의견서.pdf 최종보고서 아이자랩.pdf | |||||